1. Подшипники качения. Обще сведения, конструкции, классификация

Назначение: Подшипники качения предназначены для восприятия ради­альных, осевых и комбинированных постоянных и циклических нагрузок и являются основными видами опор в машиностроении.

Достоинства: малый момент трения, простота монтажа и эксплуата­ции, незначительный расход смазки, высокая степень стандартизации и централизованное изготовление, высокая нагрузочная способность на еди­ницу ширины подшипника, надежная работа в условиях частых остановок и пусков.

Недостатки: низкая долговечность в условиях высоких скоростей и ударных нагрузок, большие радиальные размеры и масса, повышенный шум при высоких скоростях.

Конструкция: Подшипники качения (рис. 1) состоят из внутреннего 2 и наружного 1 колец, одно из которых устанавливается чаще всего на вращающийся вал, а другое - в неподвижный корпус; тел качения (шариков и роликов) 3 и сепаратора 4, разделяющего и направляющего тела качения. Тела качения перемещаются по дорожкам качения, расположенным на цилиндри­ческих или конических поверхностях колец.

Рис. 1. Шариковый Однорядный ради­альный подшипник качения

Иногда с целью снижения габаритов под­шипникового узла, применяют подшипники с од­ним кольцом или без колец, а дорожки качения выполняют на поверхностях деталей. Основные типы подшипников качения стандартизованы и изготовляются на специали­зированных заводах. В особых условиях применяют и нестандартные под­шипники.

Размеры и характеристики подшипников приведены в каталогах и справочниках [1, 2].

Материалы. Кольца и тела качения подшипников изготовляют из шари­коподшипниковых высокоуглеродистых хромистых сталей ШХ15 и ШХ15СГ, ШХ20СГ, а также цементуемых легированных сталей 18ХГТ, 20Х2Н4А. При рабочей температуре до 100°С тела качения и кольца имеют твердость 60 - 66 НRС.

Сепараторы большинства типов подшипников имеют ленточную конс­трукцию (рис. 2) и изготовляются штамповкой из стальной холоднокатан- ной ленты, тонколистовой качественной углеродистой конструкционной стали и листовой качественной стали. Для высокоскоростных подшипников используются массивные сепараторы из антифрикционных бронз, предотвра­щающих интенсивное изнашивание из-за трения скольжения с телами каче­ния и кольцами. Используются также- сепараторы из анодированного дюра­люминия, порошковых материалов, текстолита, полиамидов.

Рис. 2. Конструкции сепараторов

Классификация подшипников качения

Подшипники качения классифицируются по следующим признакам:

а) по направлению нагрузки, для восприятия которой они предназна­чены:

• радиальные (рис. 5 а-ж) (несущие, в основном ра­диальную нагрузку, направленную перпендикуляр­но к геометрической оси подшипника);

• упорные (рис. 5 л, м, н) (несущие осевую нагрузку, направленную вдоль оси подшипника);

• радиально-упорные (рис. 5 з, и, к) (воспринимающие одновременно усилия, направленные как в ради­альном, так и в осевом направлениях);

• упорно-радиальные (рис. 5, о) (воспринимающие в основном осевую нагрузку и значительно мень­шую радиальную);

б) по форме тел качения (рис. 3):

• шариковые (а);

• роликовые (с короткими или длинными цилиндрическими (б), кони­ческими (в), бочкообразными, симметричными или несимметричными (г), игольчатыми (д), витыми (в) роликами);

Рис. 3. Тела качения подшипников

в) по числу рядов тел качения;

• однорядные;

• двухрядные;

• многорядные;

г) по способности компенсировать перекосы вала:

• самоустанавливающиеся (сферические);

• несамоустанавливающиеся;

д) по соотношению габаритов размеров.

В зависимости от отношений размеров - наружного диаметра D и ши­рины 8 к внутреннему диаметру d подшипника - существуют габаритные се­рии: по радиальным размерам - сверхлегкая, особолегкая, легкая, средняя и тяжелая; по ширине - особо узкие, узкие, нормальные, широкие, особо широкие. Серии отличаются предельной частотой вращения, допускаемой радиальной или осевой нагрузкой и грузоподъемностью (рис. 4).

Рис. 4 Сравнительные параметры подшипников различных типов и се­рий при внутреннем диаметре d = 80 мм: - масса;- дина­мическая

грузоподъемность С; - предельная частота вращенияn